DE3616344A1 - Method of determining the melting state of the charge in a three-phase-fed arc furnace - Google Patents

Method of determining the melting state of the charge in a three-phase-fed arc furnace

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Abstract

The invention relates to a method of determining the melting state of the charge in a three-phase-fed arc furnace having three electrodes and of controlling the length of the arc of the electrodes or the formation of slag in dependence on the melting state of the charge. Distortion factors are determined from the odd and even harmonics of the frequency-related power density spectrum of the arc voltage as a measure of the slag formation and of a solid or molten charge in the arc. These distortion factors provide clear information for each electrode. By means of the two distortion factors, information can also be obtained as to when in the case of a molten charge the arc of each electrode is no longer covered by the slag. In dependence on this information, the length of the arc can be altered by readjusting the electrode or the arc can be covered by making the slag foam. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zu Ermittlung des Schmelzzustandes des Einsatzes in einem drehstromgespeisten Lichtbogenofen mit drei Elektroden durch Auswertung der Oberschwingungen der Lichtbogenspannung.The invention relates to a method for determination the melting state of the insert in a three-phase supply Arc furnace with three electrodes Evaluation of the harmonics of the arc voltage.

Zur Ermittlung des Schmelzzustandes des Einsatzes in Lichtbogenöfen ist eine Vielzahl von Verfahren entwickelt worden. Bei den gebräuchlichsten Verfahren werden durch Auswertung elektrischer Größen des Lichtbogenofens, wie Strom, Spannung und Leistung Aussagen über verschiedene charakteristische Größen des Einschmelzprozesses erhalten.To determine the melting state of the insert in Arc furnaces have developed a variety of processes been. The most common methods are by Evaluation of electrical quantities of the arc furnace, such as Current, voltage and power statements about different Get characteristic sizes of the melting process.

So wird bei einem bekannten Verfahren (DE-PS 23 50 425) für einen Reduktionsofen die Betriebsspannung zwischen dem Elektrodenhalter und dem Ofenboden gemessen und deren Kurvenverlauf mit dem Kurvenverlauf der Versorgungsspannung verglichen. Der aus diesem Vergleich sich ergebende Oberwellenanteil dient als Maß für den Kohlenstoffanteil des Einsatzes. Für die Steuerung des Kohlenstoffanteils bzw. der Materialbeschickung von Reduktionsöfen mag diese einfache Art der Auswertung elektrischer Signale noch geeignet sein, für drehstromgespeiste Lichtbogenöfen zur Elektrostahlerzeugung ist ein solches Verfahren jedoch nicht geeignet, denn die summarische Berücksichtigung des Oberwellenanteils allein gibt keine eindeutige Aussage über die verschiedenen Betriebsgrößen bei einem Lichtbogenofen.So in a known method (DE-PS 23 50 425) for a reduction furnace, the operating voltage between the Electrode holder and the furnace bottom measured and their Curve with the curve of the supply voltage compared. The result of this comparison Harmonic content serves as a measure of the carbon content of use. For controlling the carbon content or the material loading of reduction furnaces likes this simple way of evaluating electrical signals yet  be suitable for three-phase arc furnaces Electric steel production is one such method, however not suitable because the summary consideration of the The harmonic component alone does not give a clear statement the different sizes of an arc furnace.

Ferner ist es bekannt ("Neue Hütte" 22. Jahrg., Heft 11/1977, Seite 607 bis 611), Prozeßkenngrößen bei Lichtbogenöfen durch Erfassung des Oberschwingungsgehaltes der Elektrodenströme zu ermitteln. Da die drei Elektrodenströme wegen i 1 + i 2 + i 3 = 0 miteinander gekoppelt sind, eignet sich die Erfassung des Oberschwingungsgehaltes der Elektrodenströme nicht zur getrennten Beurteilung des Schmelzzustandes des Einsatzes an jeder Elektrode.It is also known ("Neue Hütte" 22nd year, issue 11/1977, pages 607 to 611) to determine process parameters in electric arc furnaces by detecting the harmonic content of the electrode currents. Since the three electrode currents are coupled to one another because of i 1 + i 2 + i 3 = 0, the detection of the harmonic content of the electrode currents is not suitable for separately assessing the melting state of the insert on each electrode.

Weiter ist bekannt (DE-OS 31 49 175), den Schmelzprozeß über die Messung des Wirkwiderstandes des Lichtbogens zu überwachen. Ein solches Verfahren ist erfahrungsgemäß nur für die Beobachtung der Schlackenbildung geeignet. Ein wesentlicher Nachteil eines solchen Verfahrens ist, daß im Wirkwiderstand eine vollständig entkoppelte, spezielle Beobachtung der Prozeßzustände in den Einzelsträngen nicht möglich ist.It is also known (DE-OS 31 49 175), the melting process by measuring the effective resistance of the arc monitor. Experience has shown that such a method is only suitable for the observation of slag formation. A The main disadvantage of such a method is that a completely decoupled, special resistor Not observing the process states in the single strands is possible.

Schließlich ist ein Verfahren bekannt (DE-PS 26 57 116), bei dem die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkomponente in der Lichtbogenspannung bzw. im Lichtbogenstrom zur Ermittlung des Schmelzzustandes benutzt wird. Dieses Verfahren beruht auf dem Effekt, daß im Wechselstrom- Lichtbogen Gleichrichteffekte vor allem dann auftreten, wenn der Lichtbogenfußpunkt der Graphitelektrode und das Schmelzgut stark unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Ein solches Verfahren ist vermutlich nur in der Einschmelzphase zur Beobachtung des Lichtbogenbrennverhaltens auf ungeschmolzenem Einsatz anwendbar.Finally, a method is known (DE-PS 26 57 116) in which the DC voltage or DC component in the arc voltage or in the arc current for Determination of the melting state is used. This The method is based on the effect that Arcing rectification effects mainly occur when the arc base of the graphite electrode and that Melt material have very different temperatures. Such a procedure is probably only in the melting phase to observe the arc burning behavior unmelted insert applicable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung des Schmelzzustandes des Einsatzes in einem drehstromgespeisten Lichtbogenofen mit drei Elektroden zu entwickeln, das die getrennte Beobachtung der Lichtbögen ermöglicht und eine Aussage über verschiedene Betriebsgrößen während des Schmelzens ermöglicht.The invention has for its object a method to determine the melting state of the insert in one three-phase arc furnace with three electrodes develop the separate observation of arcs enables and a statement about different Operating sizes enabled during melting.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Maß für die Schlackenbildung aus den ungradzahligen Oberschwingungen des frequenzbezogenen Leistungsdichtespektrums für die Lichtbogenspannung einer jeden Elektrode ein erster Teil-Klirrfaktor (k 1) und/oder als Maß für den festen oder geschmolzenen Einsatz aus den gradzahligen Oberschwingungen ein zweiter Teil-Klirrfaktor (k 2) oder aus dem stochastischen Signalanteil des Leistungsdichtespektrums ein Rauschfaktor (r) bestimmt werden.Starting from a method of the type mentioned, this object is achieved in that a first partial distortion factor ( k 1 ) and / or as a measure of the fixed as a measure of the slag formation from the odd-numbered harmonics of the frequency-related power density spectrum for the arc voltage of each electrode or molten insert a second partial harmonic distortion ( k 2 ) from the even harmonics or a noise factor ( r ) can be determined from the stochastic signal component of the power density spectrum.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert schon wegen der Erfassung der Lichtbogenspannung und nicht der Stromstärke mehr Information als über die Erfassung der Stromstärke erhalten werden kann, denn der Wert der Stromstärke wird durch Netzspannung und Leitungsimpedanz beeinflußt, während die Lichtbogenspannung von solchen verfälschenden Einflüssen frei ist. Deshalb sind die aus der Lichtbogenspannung gewonnenen Signale für jeden Lichtbogenofen gleichermaßen gültig und brauchen nicht durch längere Vergleichsmessungen für den jeweiligen Lichtbogenofen speziell eingemessen zu werden.The method according to the invention delivers because of Detection of the arc voltage and not the current more information than about the detection of the current can be obtained because the value of the amperage will influenced by line voltage and line impedance, while the arc voltage from such distorting Influences is free. That is why they are from the arc voltage obtained signals for each arc furnace equally valid and do not need longer Comparative measurements for the respective arc furnace to be specially measured.

Mit den ermittelten Werten läßt sich auch feststellen, ob ein Lichtbogen von Schrott oder Schlacke abgedeckt ist oder nicht und auf die aus Feuerfestmaterial bestehende Ofenwand strahlt. So kann aus dem Vergleich des ersten Teil-Klirrfaktors (k 1) mit vorgegebenen Grenzwerten ein Signal für den Grad der Schlackenbildung gewonnen werden. The values determined can also be used to determine whether an arc is covered by scrap or slag or not and is radiating onto the furnace wall made of refractory material. A signal for the degree of slag formation can be obtained from the comparison of the first partial distortion factor ( k 1 ) with predetermined limit values.

In weiterer Ausgestaltung kann durch eine solche logische Verknüpfung des ersten Teil-Klirrfaktors und des zweiten Teil-Klirrfaktors oder des Rauschfaktors ein Wandfreisignal erzeugt werden, wenn für alle drei Elektroden über eine vorgegebene Zeitspanne der erste Teil-Klirrfaktor k 1 größer als die vorgegebenen Grenzwerte und der zweite Teil-Klirrfaktor k 2 oder der Rauschfaktor kleiner als vorgegebene Grenzwerte sind.In a further embodiment, such a logical combination of the first partial distortion factor and the second partial distortion factor or the noise factor can generate a wall free signal if the first partial distortion factor k 1 is greater than the predetermined limit values and for all three electrodes over a predetermined period of time the second partial distortion factor k 2 or the noise factor are less than predetermined limit values.

Mit dem Signal für die Schlackenbildung und dem Wandfreisignal kann der Schmelzprozeß gesteuert werden. So kann das Signal für die Schlackenbildung zur Steuerung der Lichtbogenlänge und/oder der Schaumbildung der Schlacke verwendet werden. Auch das Wandfreisignal kann dazu verwendet werden. Da das Wandfreistrahlen dem feuerfesten Material schadet, kommt dieser Steuerung besondere Bedeutung zu.With the signal for slag formation and the The melting process can be controlled using the wall-free signal. So the signal for slag formation can be used for control the arc length and / or the foaming of the slag be used. The wall clearance signal can also do this be used. Since the wall free blasting is the refractory If this material is damaged, this control comes out special Meaning too.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:In the following the invention with reference to a drawing explained in more detail. In detail show:

Fig. 1 ein Gerät zur Spektralanalyse der Lichtbogenspannung an einer der drei Elektroden des Lichtbogenofens und zur Auswertung des zugehörigen Leistungsdichtespektrums, Fig. 1 shows an apparatus for spectral analysis of the arc voltage on one of the three electrodes of the arc furnace and for the evaluation of the associated power density spectrum,

Fig. 2 ein Leistungsdichtespektrum der an einer der drei Elektroden zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessenen Lichtbogenspannung, Fig. 2 shows a power density spectrum of the measured one of the three electrodes at a certain time the arc voltage,

Fig. 3a den aus den ungradzahligen Oberschwingungen der Leistungsdichtespektren für eine der drei Elektroden ermittelten ersten Teil- Klirrfaktor k 1, Fig. 3a shows the odd harmonics of the power density spectra for one of the three electrodes the first partial determined distortion k 1,

Fig. 3b den aus den gradzahligen Oberschwingungen der Leistedichtespektren für eine der drei Elektroden ermittelten zweiten Teil- Klirrfaktor k 2 und FIG. 3b from the determined the even harmonics of the bar density spectra for one of the three electrodes second partial distortion factor k 2 and

Fig. 3c der aus den stochastischen Signalanteilen der Leistungsdichtespektren für eine der drei Elektroden ermittelte Rauschfaktor r. Fig. R is selected from the stochastic signal components of the power density spectra for a noise factor of the three electrodes determined 3c.

Gemäß Fig. 1 wird die gemessene Lichtbogenspannung an einer Elektrode einem Spektralanalysator zugeführt, dessen Ausgangssignal von einer Auswerteschaltung 2 bewertet wird. Die Auswerteschaltung 2 bildet aus dem Leistungsdichtespektrum verschiedene Meßgrößen, die Betriebskenngrößen repräsentieren, und zwar einen ersten Teil-Klirrfaktor k 1, einen zweiten Teil-Klirrfaktor k 2, einen Rauschfaktor r und ein Wandfreisignal t wf . Es ist vorteilhaft, wenn vom Spektralanalysator und von der Auswerteschaltung in jeder Sekunde oder auch kontinuierlich ein Meßergebnis berechnet wird.Referring to FIG. 1, the measured arc voltage is supplied to an electrode of a spectrum analyzer whose output signal is evaluated by an evaluation circuit. 2 The evaluation circuit 2 forms from the power density spectrum various measured variables that represent operating parameters, namely a first partial distortion factor k 1 , a second partial distortion factor k 2 , a noise factor r and a wall clearance signal t wf . It is advantageous if the spectral analyzer and the evaluation circuit calculate a measurement result every second or continuously.

Wie das in Fig. 2 dargestellte Leistungsdichtespektrum der Lichtbogenspannung zeigt, sind aufgrund der nichtlinearen Lichtbogenkennlinie im Leistungsdichtespektrum neben der vom Netz aufgeprägten Grundschwingung (50 Hz) Ober-schwingungen enthalten, und zwar ungradzahlige Ober-schwingungen (U 150 für 150 Hz, U 250 für 250 Hz, U 350 für 350 Hz usw.) und gradzahlige Oberschwingungen (U 100 für 100 Hz, U 200 für 200 Hz und U 300 für 300 Hz).As the power density spectrum of the arc voltage shown in Fig. 2 shows, due to the non-linear arc characteristic, the power density spectrum contains harmonics in addition to the fundamental vibration (50 Hz) impressed by the network, namely odd-numbered harmonics ( U 150 for 150 Hz, U 250 for 250 Hz, U 350 for 350 Hz etc.) and even harmonics ( U 100 for 100 Hz, U 200 for 200 Hz and U 300 for 300 Hz).

Die ungradzahligen Oberschwingungen werden von der symmetrischen Nichtlinearität der Lichtbogenkennlinie bestimmt, die bei gleichen positiven und negativen Lichtbogenhalbwellen auftreten und deshalb als "erwartete" Oberschwingungen bezeichnet werden. Der Anteil dieser Oberschwingungen bezogen auf alle Schwingungen, auch erster Teil-Klirrfaktor k 1 genannt, ist definiert alsThe odd-numbered harmonics are determined by the symmetrical non-linearity of the arc characteristic, which occur with the same positive and negative arc half-waves and are therefore referred to as "expected" harmonics. The proportion of these harmonics related to all vibrations, also called the first partial distortion factor k 1 , is defined as

Ein typischer Zeitverlauf des ersten Teil-Klirrfaktors k 1 eines Lichtbogens für eine der drei Elektroden ist für die gesamte Chargenzeit des Einschmelzens von drei Schrottkörben in Fig. 3a dargestellt.A typical time profile of the first partial distortion factor k 1 of an arc for one of the three electrodes is shown in FIG. 3a for the entire batch time of melting three scrap baskets.

Der Teil-Klirrfaktor k 1 ist beim Einschmelzbeginn eines Korbes groß und erreicht bei nahezu rechteckförmigem Lichtbogenspannungsverlauf Werte bis 40%. Mit zunehmender Schmelzzeit geht k 1 zurück. Zu den Zeitpunkten t 1, t 2 und t 3 unterschreitet k 1 für einen längeren Zeitraum einen oberen Grenzwert a. Es hat sich gezeigt, daß dann der Lichtbogen teilweise von einer Schlacke abgedeckt wird. Wenn die Schlackenhöhe steigt, sinkt die Größe k 1 weiter ab und erreicht Minimalwerte bis 10% bei nahezu sinusförmiger Lichtbogenspannung. Erfahrungsgemäß ist eine vollständig den Lichtbogen abdeckende Schlacke vorhanden, wenn ein unterer Grenzwert b unterschritten wird. Dieser Zustand ist zum Beispiel zu den Zeitpunkten t 4 und t 5 gegeben.The partial distortion factor k 1 is large at the start of melting of a basket and reaches values of up to 40% with an almost rectangular arc voltage curve. K 1 decreases with increasing melting time. At times t 1 , t 2 and t 3 , k 1 falls below an upper limit value a for a longer period. It has been shown that the arc is then partially covered by a slag. As the slag height increases, the size k 1 decreases further and reaches minimum values of up to 10% with an almost sinusoidal arc voltage. Experience has shown that there is a slag completely covering the arc if the temperature falls below a lower limit value b . This state is present, for example, at times t 4 and t 5 .

Im Signalverlauf der Größe k 1 (Fig. 3a) ist gegen Chargenende zum Zeitpunkt t 6 ein starker Signalanstieg zu beobachten, der dadurch zu erklären ist, daß nach Abschluß der bei t 3 beginnenden metallurgischen Phase die Schlacke zum großen Teil abgegossen wird. Während der Lichtbogenofen bis zum Zeitpunkt t 7 mit konstanten Lichtbogenspannungen betrieben wird, wird in der nachfolgenden Warmhaltephase bei verminderter Ofenleistung die Lichtbogenspannung und damit die Lichtbogenlänge erheblich reduziert, so daß der Lichtbogen teilweise oder vollständig je nach verwendeter Spannungsstufe, in die Restschlacke eintaucht.In the signal curve of size k 1 ( FIG. 3a), a strong signal increase can be observed towards the end of the batch at time t 6 , which can be explained by the fact that after the metallurgical phase beginning at t 3 has ended , the slag is largely poured off. While the arc furnace is operated with constant arc voltages until time t 7 , the arc voltage and thus the arc length is considerably reduced in the subsequent warming phase with reduced furnace output, so that the arc is partially or completely immersed in the residual slag depending on the voltage level used.

Der erste Teil-Klirrfaktor k 1 eignet sich aus diesen Gründen in besonderem Maße einerseits zur Beobachtung des Aufbaus einer Schlacke bei konstanter Lichtbogenlänge. Andererseits kann man bei gegebener Schlackenhöhe die Lichtbogenlänge derart anpassen, daß eine gewünschte Schlackenabdeckung der Lichtbogensäule erzielt wird.For these reasons, the first partial distortion factor k 1 is particularly suitable for observing the build-up of a slag at a constant arc length. On the other hand, the arc length can be adjusted for a given slag height in such a way that a desired slag coverage of the arc column is achieved.

Die gradzahligen Oberschwingungen, auch "unerwartete" Oberschwingungen genannt, basieren darauf, daß die Lichtbogenkennlinie in der Anodenhalbwelle einen anderen Verlauf zeigt als in der Kathodenhalbwelle. Diese Erscheinung tritt bei ungeschmolzenem Einsatz wegen Zündschwierigkeiten des Lichtbogens auf. Der Anteil dieser Oberschwingungen bezogen auf alle Schwingungen, auch zweiter Teil-Klirrfaktor k 2 genannt, ist definiert alsThe even harmonics, also called "unexpected" harmonics, are based on the fact that the arc characteristic shows a different course in the anode half-wave than in the cathode half-wave. This phenomenon occurs in unmelted use due to ignition difficulties of the arc. The proportion of these harmonics in relation to all vibrations, also called second partial harmonic distortion k 2 , is defined as

Ein typischer Zeitverlauf des zweiten Teil-Klirrfaktors k 2 eines Lichtbogens für eine der drei Elektroden ist für dieselben Chargen wie in Fig. 3a in Fig. 3b dargestellt. Der am Anfang der Bohrphase, das ist die Phase, in der der Lichtbogen ein Loch in den ungeschmolzenen Schrott brennt, sehr große Klirrfaktor von 10% fällt verhältnismäßig schnell auf einen kleinen Wert von 4% bis 2%, der charakteristisch dafür ist, daß der Lichtbogen auf schmelzflüssigem Einsatz brennt.A typical time course of the second partial distortion factor k 2 of an arc for one of the three electrodes is shown for the same batches as in FIG. 3a in FIG. 3b. The very large distortion factor of 10% at the beginning of the drilling phase, i.e. the phase in which the arc burns a hole in the unmelted scrap, falls relatively quickly to a small value of 4% to 2%, which is characteristic of the fact that the Arc burns on molten insert.

Der zweite Teil-Klirrfaktor k 2 liefert eine Aussage, ob der Lichtbogen auf festem oder geschmolzenem Einsatz brennt. The second partial distortion factor k 2 provides information as to whether the arc is burning on a solid or melted insert.

Es wurde gefunden, daß im Leistungsdichtespektrum der Lichtbogenspannung auch ein regelloser, stochastischer Signalanteil enthalten ist, der nicht mit den deterministischen Komponenten (50 Hz, 100 Hz usw.) verknüpft ist. Dieser Anteil ist darauf zurückzuführen, daß der Lichtbogenfußpunkt unruhig auf festem Schrotteinsatz wandert. Der Anteil dieser stochastischen Signalkomponenten an der Gesamtschwingung, auch Rauschfaktor r genannt, ist definiert alsIt was found that the power density spectrum of the arc voltage also contains an irregular, stochastic signal component which is not linked to the deterministic components (50 Hz, 100 Hz etc.). This proportion is due to the fact that the arc base moves restlessly on solid scrap insert. The proportion of these stochastic signal components in the overall vibration, also called the noise factor r , is defined as

Ein typischer Zeitverlauf für den Rauschfaktor r ist für dieselben Chargen wie in Fig. 3a und 3b in Fig. 3c dargestellt. Dieser Signalverlauf entspricht im wesentlichen dem Signalverlauf des zweiten Teil-Klirrfaktors k 2. Deshalb ist er, wie der zweite Teil-Klirrfaktor k 2, als Aussage dafür verwendbar, ob der Lichtbogen auf festem oder geschmolzenem Einsatz brennt.A typical time profile for the noise factor r is shown for the same batches as in FIGS . 3a and 3b in FIG. 3c. This signal curve essentially corresponds to the signal curve of the second partial distortion factor k 2 . For this reason, like the second partial distortion factor k 2 , it can be used to indicate whether the arc is burning on a solid or molten insert.

Aus den vorgenannten Signalen läßt sich auch eine Aussage darüber ableiten, zu welchem Zeitpunkt der Lichtbogen nicht von Schlacke abgedeckt ist und auf die nicht mehr vom Schrott abgedeckte Ofenwand aus Feuerfestmaterial strahlt. Dieser sogenannte "Wandfrei"-Zeitpunkt t wf läßt sich aus einer zeitlichen Bewertung des zweiten Teil-Klirrfaktors k 2 oder des Rauschfaktors r, logisch verknüpft mit dem ersten Teil-Klirrfaktor k 1, gewinnen. Wenn für jede der drei Elektroden über eine vorgegebene Zeitspanne der zweite Teil-Klirrfaktor k 2 oder der Rauschfaktor r unterhalb eines vorgegebenen Wertes c bzw. c liegt und außerdem der erste Teil-Klirrfaktor k 1 unterhalb eines Wertes a für Teilschlacke oder insbesondere b für Vollschlacke liegt, ist gewährleistet, daß erstens der Einsatz geschmolzen ist und zweites der Lichtbogen teilweise oder ganz durch Schlacke abgeschirmt ist und nicht die vom festen Schrotteinsatz freie Ofenwand bestrahlen kann. Diese Aussagen können verwertet werden, um entweder die einzelnen Elektroden nachzufahren oder durch Einblasen von Kohlenstaub mittels Preßluft die Schlacke aufzuschäumen.From the aforementioned signals, a statement can also be made as to when the arc is not covered by slag and shines on the furnace wall made of refractory material, which is no longer covered by the scrap. This so-called "wall-free" time t wf can be obtained from a temporal evaluation of the second partial distortion factor k 2 or the noise factor r , logically linked to the first partial distortion factor k 1 . If, for each of the three electrodes, the second partial distortion factor k 2 or the noise factor r is below a predetermined value c or c and the first partial distortion factor k 1 is also below a value a for partial slag or, in particular, b for solid slag for a predetermined period of time lies, it is ensured that firstly the insert has melted and secondly the arc is partially or completely shielded by slag and cannot irradiate the furnace wall which is free from the fixed scrap insert. These statements can be used to either track the individual electrodes or to foam the slag by blowing in coal dust using compressed air.

  • Bezugszeichenliste A: Auswerteschaltung
    L: Leistungsdichtespektrum
    S: Spektralanalysator
    U: Lichtbogenspannung
    k 1: Teilklirrfaktor
    k 2: Teilklirrfaktor
    r: Rauschfaktor
    t: Wandfrei-Zeitpunkt
    1: Grundschwingung (50 Hertz)
    2: Erwartete, ungradzahlige Oberschwingungen (150 Hertz, 250 Hertz, 350 Hertz)
    3: Unerwartete, gradzahlige Oberschwingungen (100 Hertz, 200 Hertz, 300 Hertz)
    A : Evaluation circuit
    L : power density spectrum
    S : Spectrum analyzer
    U : arc voltage
    k 1 : partial harmonic distortion
    k 2 : partial harmonic distortion
    r : noise factor
    t : Wall-free time
    1 : fundamental oscillation (50 Hertz)
    2 : Expected odd harmonics (150 Hertz, 250 Hertz, 350 Hertz)
    3 : Unexpected, even harmonics (100 Hertz, 200 Hertz, 300 Hertz)

Claims (5)

1. Verfahren zur Ermittlung des Schmelzzustandes des Einsatzes in einem drehstromgespeisten Lichtbogenofen mit drei Elektroden durch Auswertung der Oberschwingungen der Lichtbogenspannung, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Schlackenbildung aus den ungradzahligen Oberschwingungen des frequenzbezogenen Leistungsdichtespektrums für die Lichtbogenspannung einer jeden Elektrode ein erster Teil-Klirrfaktor (k 1) und/oder als Maß für den festen oder geschmolzenen Einsatz aus den gradzahligen Oberschwingungen ein zweiter Teil-Klirrfaktor (k 2) oder aus dem stochastischen Signalanteil des Leistungsdichtespektrums ein Rauschfaktor (r) bestimmt werden.1. A method for determining the melting state of use in a three-phase arc furnace with three electrodes by evaluating the harmonics of the arc voltage, characterized in that a first partial distortion factor for the formation of slag from the odd-numbered harmonics of the frequency-related power density spectrum for the arc voltage of each electrode ( k 1 ) and / or a measure of the solid or melted use from the even harmonics a second partial harmonic distortion ( k 2 ) or a noise factor ( r ) from the stochastic signal component of the power density spectrum. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Vergleich des ersten Teil-Klirrfaktors (k 1) mit vorgegebenen Grenzwerten (a, b) ein Signal für den Grad der Schlackenbildung gewonnen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a signal for the degree of slag formation is obtained from the comparison of the first partial distortion factor ( k 1 ) with predetermined limit values ( a, b ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil-Klirrfaktor (k 1) und der zweite Teil-Klirrfaktor (k 2) oder der Rauschfaktor (r) logisch derart miteinander verknüpft werden, daß ein Wandfreisignal erzeugt wird, wenn für alle drei Elektroden über eine vorgegebene Zeitspanne der erste Teil-Klirrfaktor (k 1) größer als die vorgegebenen Grenzwerte (a, b) und der zweite Teil- Klirrfaktor (k 2) oder der Rauschfaktor (r) kleiner als vorgegebene Grenzwerte (c, c) sind.3. The method according to claim 2, characterized in that the first partial distortion factor ( k 1 ) and the second partial distortion factor ( k 2 ) or the noise factor ( r ) are logically linked to one another in such a way that a wall clearance signal is generated when for all three electrodes over a predetermined period of time the first partial distortion factor ( k 1 ) greater than the predetermined limit values ( a, b ) and the second partial distortion factor ( k 2 ) or the noise factor ( r ) less than predetermined limit values ( c, c ) are. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal für die Schlackenbildung zur Steuerung der Lichtbogenlänge und/oder der Schaumbildung der Schlacke, insbesondere durch Einblasen von Kohlenstaub verwendet wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the Signal for slag formation to control the Arc length and / or foaming of the slag, used especially by blowing coal dust becomes. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandfreisignal zur Steuerung der Lichtbogenlänge und/oder der Schaumbildung der Schlacke verwendet wird.5. The method according to claim 3, characterized in that the Wall clearance signal for controlling the arc length and / or the foaming of the slag is used.
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